Истражувачкиот напредок на електро-оптичките кристали со Q-комутација - Дел 1: Вовед

Истражувачкиот напредок на електро-оптичките кристали со Q-комутација - Дел 1: Вовед

Ласерите со висока моќност имаат важни примени во полињата на научно-истражувачката и воената индустрија, како што се ласерска обработка и фотоелектрично мерење. Првиот ласер во светот е роден во 1960-тите. Во 1962 година, McClung користел нитробензен Кер-клетка за да постигне складирање на енергија и брзо ослободување, со што добил импулсен ласер со висока максимална моќност. Појавата на Q-switching технологијата е важен чекор напред во историјата на развојот на ласери со висока моќност. Со овој метод, континуираната или широка пулсна ласерска енергија се компресираат во импулси со исклучително тесна временска ширина. Врвната моќ на ласерот е зголемена за неколку реда на големина. Електрооптичката технологија за префрлување Q ги има предностите на краткото време на префрлување, стабилен излез на импулси, добра синхронизација и мала загуба на шуплината. Врвната моќност на излезниот ласер лесно може да достигне стотици мегавати.

Електрооптичкото Q-преклопување е важна технологија за добивање на тесна ширина на импулсот и ласери со висока врвна моќност. Нејзиниот принцип е да се користи електро-оптичкиот ефект на кристалите за да се постигнат нагли промени во загубата на енергија на ласерскиот резонатор, со што се контролира складирањето и брзото ослободување на енергијата во шуплината или ласерскиот медиум. Електрооптичкиот ефект на кристалот се однесува на физичкиот феномен во кој индексот на прекршување на светлината во кристалот се менува со интензитетот на применетото електрично поле на кристалот. Феноменот во кој се менува индексот на прекршување и интензитетот на применетото електрично поле имаат линеарна врска се нарекува линеарна електрооптика или ефект на џеб. Феноменот дека промената на индексот на прекршување и квадратот на применетата јачина на електричното поле имаат линеарна врска се нарекува секундарен електрооптички ефект или Кер ефект.

Во нормални околности, линеарниот електрооптички ефект на кристалот е многу позначаен од секундарниот електрооптички ефект. Линеарниот електро-оптички ефект е широко користен во технологијата на електрооптичко Q-преклопување. Постои во сите 20 кристали со нецентросиметрични точки на групи. Но, како идеален електро-оптички материјал, овие кристали не треба само да имаат поочигледен електро-оптички ефект, туку и соодветен опсег на пренос на светлина, висок праг на ласерско оштетување и стабилност на физичко-хемиските својства, добри температурни карактеристики, леснотија на обработка, и дали може да се добие еднокристал со големи димензии и висок квалитет. Општо земено, практичните електро-оптички Q-преклопни кристали треба да се вреднуваат од следниве аспекти: (1) ефективен електро-оптички коефициент; (2) праг на ласерско оштетување; (3) опсег на пренос на светлина; (4) електричен отпор; (5) диелектрична константа; (6) физички и хемиски својства; (7) обработливост. Со развојот на примената и технолошкиот напредок на системите со краток импулс, висока фреквенција на повторување и ласерски системи со голема моќност, барањата за изведба на кристалите со преклопување Q продолжуваат да се зголемуваат.

Во раната фаза на развојот на технологијата за електро-оптичко префрлување Q, единствените практично користени кристали беа литиум ниобат (LN) и калиум ди-деутериум фосфат (DKDP). Кристалот LN има низок праг на ласерско оштетување и главно се користи во ласери со мала или средна моќност. Во исто време, поради заостанатата технологија на подготовка на кристали, оптичкиот квалитет на LN кристалот е нестабилен долго време, што исто така ја ограничува неговата широка примена во ласерите. Кристалот DKDP е кристал од деутерирана фосфорна киселина калиум диводород (KDP). Има релативно висок праг на оштетување и широко се користи во електрооптички ласерски системи со Q-преклопување. Сепак, кристалот DKDP е склон кон деликатес и има долг период на раст, што до одреден степен ја ограничува неговата примена. Кристал на рубидиум титанил оксифосфат (RTP), кристал на бариум метаборат (β-BBO), кристал лантан галиум силикат (LGS), кристал на литиум танталат (LT) и кристал на калиум титанил фосфат (KTP) се користат и во електромоторингот. системи.

WISOPTIC-DKDP POCKELS CELL

 Висококвалитетна DKDP Pockels ќелија направена од WISOPTIC (@1064nm, 694nm)

 

 


Време на објавување: 23-септември 2021 година